本發(fā)明涉及智能設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種基于地圖構(gòu)建的移動機(jī)器人及移動機(jī)器人的導(dǎo)航方法。

背景技術(shù)：

目前，移動機(jī)器人在多個領(lǐng)域有所應(yīng)用，例如無人機(jī)、清潔機(jī)器人等，尤其是家居清潔機(jī)器人已廣泛應(yīng)用到家庭服務(wù)中，減少了人們的家務(wù)煩惱?，F(xiàn)有技術(shù)中，移動機(jī)器人通過簡單觸碰開關(guān)或者紅外傳感裝置來探測機(jī)器人前方短距離內(nèi)的障礙物，在移動過程中只能在碰撞到障礙物時才調(diào)整移動機(jī)器人的移動方向，然后根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的模式，傻瓜式地繼續(xù)移動，在多次遇到障礙物時很容易在作業(yè)空間中亂了主導(dǎo)方向。這種簡單的避障處理和路徑規(guī)劃使得機(jī)器人在作業(yè)空間中移動時沒有明確的主導(dǎo)方向，最終導(dǎo)致機(jī)器人會在一些位置之間往復(fù)移動，甚至不能最終到達(dá)預(yù)定的目標(biāo)位置，浪費時間和能源。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種移動機(jī)器人及移動機(jī)器人的導(dǎo)航方法，所述移動機(jī)器人及移動機(jī)器人的導(dǎo)航方法可以建立并逐步完善作業(yè)空間的環(huán)境地圖，并根據(jù)所述環(huán)境地圖規(guī)劃好所述移動機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)的移動路徑，從而準(zhǔn)確地避開障礙物，順利到達(dá)目標(biāo)位置，節(jié)約時間和能源。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明的實施例提供一種移動機(jī)器人，所述移動機(jī)器人包括中央處理模塊以及均與所述中央處理模塊連接的測距傳感器、輔助避障模塊和人機(jī)交互模塊，所述測距傳感器用于掃描所述移動機(jī)器人的作業(yè)空間以建立環(huán)境地圖，并標(biāo)記出障礙物在所述環(huán)境地圖中的位置，所述測距傳感器將所述環(huán)境地圖傳送給所述中央處理模塊，所述中央處理模塊控制所述移動機(jī)器人根據(jù)所述環(huán)境地圖而移動，所述輔助避障模塊用于在所述移動機(jī)器人移動時檢測所述測距傳感器的感測盲區(qū)中的障礙物和懸崖邊界，并將所述感測盲區(qū)中的障礙物和懸崖邊界的位置信息傳送給所述中央處理模塊，所述中央處理模塊將所述感測盲區(qū)中的障礙物和懸崖邊界的位置信息標(biāo)記于所述環(huán)境地圖上，并將所述環(huán)境地圖傳送至所述人機(jī)交互模塊，以使用戶根據(jù)需要通過所述人機(jī)交互模塊在所述環(huán)境地圖上輸入虛擬障礙物信息，并反饋至所述中央處理模塊，所述中央處理模塊根據(jù)所述虛擬障礙物信息更新所述環(huán)境地圖，并根據(jù)所述環(huán)境地圖規(guī)劃好所述移動機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)的移動路徑。

其中，所述測距傳感器與所述移動機(jī)器人的前進(jìn)方向成夾角，用于在所述移動機(jī)器人移動的過程中感測所述移動機(jī)器人前方的即將落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度范圍內(nèi)的障礙物，并將所述即將落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度范圍內(nèi)的障礙物的位置信息標(biāo)記于所述環(huán)境地圖上，所述中央處理模塊根據(jù)該位置信息控制所述移動機(jī)器人在碰到所述即將落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度范圍內(nèi)的障礙物之前優(yōu)化移動路徑以避開所述即將落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度范圍內(nèi)的障礙物。

其中，所述夾角大于或等于5°且小于或等于60°。

其中，所述移動機(jī)器人包括機(jī)器人主體及與所述機(jī)器人主體分離的控制終端，所述中央處理模塊、所述測距傳感器及所述輔助避障模塊設(shè)置于所述機(jī)器人主體，所述人機(jī)交互模塊集成于所述控制終端。

其中，所述機(jī)器人主體還設(shè)置有與所述中央處理模塊連接的第一通信模塊，所述控制終端還包括與所述人機(jī)交互模塊連接的第二通信模塊，所述第一通信模塊和所述第二通信模塊用于實現(xiàn)所述機(jī)器人主體與所述控制終端之間的通信。

其中，所述移動機(jī)器人還包括存儲模塊，所述存儲模塊與所述中央處理模塊及所述距離傳感器連接，所述存儲模塊用于存儲所述環(huán)境地圖，以使所述環(huán)境地圖可以被重復(fù)利用。

其中，所述測距傳感器為激光測距傳感器。

其中，所述輔助避障模塊至少包括地面檢測器、墻面檢測器和碰撞檢測器之中的一種。

另一方面，本發(fā)明的實施例還提供一種移動機(jī)器人的導(dǎo)航方法，該導(dǎo)航方法包括：

使具有測距傳感器的所述移動機(jī)器人在作業(yè)空間旋轉(zhuǎn)一定角度，以掃描作業(yè)空間的環(huán)境，初步建立環(huán)境地圖，并標(biāo)記出障礙物在所述環(huán)境地圖中的位置；

沿所述環(huán)境地圖的邊界移動一圈，檢測所述測距傳感器的感測盲區(qū)中的障礙物和懸崖邊界，在所述環(huán)境地圖上標(biāo)記所述測距傳感器的感測盲區(qū)中的障礙物和懸崖邊界，更新所述環(huán)境地圖；

將所述環(huán)境地圖傳送給人機(jī)交互模塊，在所述人機(jī)交互模塊上人工輸入虛擬障礙物，完善所述環(huán)境地圖；

根據(jù)所述環(huán)境地圖規(guī)劃好作業(yè)的移動路徑，以避開所有的所述障礙物及所述虛擬障礙物；及

根據(jù)所述移動路徑進(jìn)行作業(yè)。

其中，所述導(dǎo)航方法還可以包括：

使所述測距傳感器與所述移動機(jī)器人的前進(jìn)方向成一夾角；

感測所述移動機(jī)器人移動時即將落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度范圍內(nèi)的障礙物，并在所述環(huán)境地圖上標(biāo)記所述即將落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度范圍內(nèi)的障礙物，更新所述環(huán)境地圖；

根據(jù)更新的所述環(huán)境地圖優(yōu)化移動路徑，避開所述即將落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度范圍內(nèi)的障礙物。

其中，所述導(dǎo)航方法還包括：

存儲所述環(huán)境地圖，以供重復(fù)利用。

其中，所述使具有測距傳感器的所述移動機(jī)器人在作業(yè)空間旋轉(zhuǎn)一定角度具體為：

使具有測距傳感器的所述移動機(jī)器人在所述作業(yè)空間旋轉(zhuǎn)360°。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案至少具有以下有益效果：

本發(fā)明的實施例中，由于所述移動機(jī)器人具有測距傳感器及輔助避障模塊，所述測距傳感器用于初步建立環(huán)境地圖，并標(biāo)記出作業(yè)空間中的障礙物在所述環(huán)境地圖中的位置，所述輔助避障模塊用于在所述移動機(jī)器人移動時檢測所述測距傳感器的感測盲區(qū)中的障礙物和懸崖邊界，并由所述中央處理模塊將其標(biāo)記于所述環(huán)境地圖上，從而完善了環(huán)境地圖，極大程度地使作業(yè)空間中的障礙物標(biāo)記于所述環(huán)境地圖中，提高路徑規(guī)劃的準(zhǔn)確性；

又由于所述移動機(jī)器人具有人機(jī)交互模塊，借助所述人機(jī)交互模塊用戶可以根據(jù)需要在所述環(huán)境地圖上輸入虛擬障礙物信息，例如，所述虛擬障礙物可以是用戶不想讓機(jī)器人到達(dá)的地方，也可以是所述測距感測器及所述輔助障礙模塊沒感測到的障礙物或懸崖邊界，所述人機(jī)交互模塊將所述虛擬障礙物反饋回中央處理模塊，所述中央處理模塊將所述虛擬障礙物信息標(biāo)記于所述環(huán)境地圖上，進(jìn)一步完善所述環(huán)境地圖，并根據(jù)所述環(huán)境地圖規(guī)劃好所述移動機(jī)器人的移動路徑以避開所有所述障礙物及所述虛擬障礙物，從而為所述移動機(jī)器人的運行掃清了移動過程中的障礙，使所述移動機(jī)器人更準(zhǔn)確地沿著規(guī)劃路徑移動，節(jié)省時間及能耗，極大地提高工作效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的變形形式。

圖1a是本發(fā)明的第一個實施例中移動機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1b是本發(fā)明的第一個實施例中移動機(jī)器人的一種實施方式中測距傳感器與所述移動機(jī)器人的前進(jìn)方向的位置關(guān)系示意圖；

圖1c是本發(fā)明的第一個實施例中移動機(jī)器人遇到前方障礙物的示意圖；

圖1d是本發(fā)明的第一個實施例中移動機(jī)器人避開前方障礙物的示意圖；

圖1e是本發(fā)明的第一個實施例中移動機(jī)器人的工作過程的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明第二個實施例中移動機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3a是本發(fā)明的第三個實施例中移動機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3b是本發(fā)明的第三個實施例中移動機(jī)器人遇到前方障礙物的示意圖；

圖3c是本發(fā)明的第三個實施例中移動機(jī)器人避開前方障礙物的示意圖；及

圖4是本發(fā)明的實施例中移動機(jī)器人的導(dǎo)航方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1a，圖1a是本發(fā)明的第一個實施例中移動機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的第一個實施例提供一種移動機(jī)器人，所述移動機(jī)器人包括中央處理模塊110、測距傳感器120、輔助避障模塊130、人機(jī)交互模塊200及驅(qū)動模塊140。測距傳感器120、輔助避障模塊130、人機(jī)交互模塊200及驅(qū)動模塊140均與所述中央處理模塊連接，所述連接包括但不限于電性連接和/或通信連接。

優(yōu)選地，所述測距傳感器120包括激光器、位姿感應(yīng)器及數(shù)據(jù)處理單元(附圖未示出)。可以理解的是，在一個實施方式中，所述數(shù)據(jù)處理單元也可以集成于所述中央處理模塊110中。所述測距傳感器120用于掃描所述移動機(jī)器人的作業(yè)空間，所述激光器用于提供所述障礙物或作業(yè)空間的邊界與所述移動機(jī)器人之間的距離信息，并將所述距離信息傳送給所述數(shù)據(jù)處理單元；所述位姿感應(yīng)器用于提供所述障礙物及作業(yè)空間的邊界的角度信息，并將所述角度信息傳輸給所述數(shù)據(jù)處理單元。所述數(shù)據(jù)處理單元將所述距離信息及所述角度信息經(jīng)過SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)算法處理后，為所述移動機(jī)器人的作業(yè)空間建立一個二維的環(huán)境地圖，并在所述環(huán)境地圖中標(biāo)記出所述作業(yè)空間中的障礙物。在本實施例的一個實施方式中，所述測距傳感器120還可以集成有攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器之中的一種或多種，使攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器與所述激光器融合使用。測距傳感器120將所述環(huán)境地圖傳送給所述中央處理模塊110，中央處理模塊110控制所述移動機(jī)器人根據(jù)所述環(huán)境地圖而移動，優(yōu)選地，為了更好地完善所述地圖，所述移動機(jī)器人首先沿所述環(huán)境地圖的邊界移動。具體地，所述中央處理模塊110控制所述驅(qū)動模塊140，使得驅(qū)動模塊140驅(qū)動所述移動機(jī)器人沿所述環(huán)境地圖的邊界移動，在所述環(huán)境地圖的邊界上移動一圈的過程中對所述環(huán)境地圖進(jìn)行完善。所述移動機(jī)器人還可以包括存儲模塊150，所述存儲模塊150與所述中央處理模塊110及所述測距傳感器120連接。所述存儲模塊150用于存儲測距傳感器120和所述中央處理模塊110傳來的數(shù)據(jù)，例如，存儲所述環(huán)境地圖，使所述環(huán)境地圖可以重復(fù)調(diào)用，即所述存儲模塊中的數(shù)據(jù)可供所述中央處理模塊110及所述測距傳感器120讀取?？梢岳斫獾氖牵谝环N實施方式中，所述存儲模塊150也可以集成于所述測距傳感器120內(nèi)。

所述輔助避障模塊130用于在所述移動機(jī)器人移動時檢測所述測距傳感器120的感測盲區(qū)中的障礙物和懸崖邊界，即：所述輔助避障模塊130用于感測所述測距傳感器感測不到的障礙物或者在垂直方向上有垂直落差的地方(例如，臺階)。所述輔助避障模塊130可以是地面檢測器、墻面檢測器和/或碰撞檢測器，所述地面檢測器用于檢測地面狀況，例如是否有懸崖或臺階，所述墻面檢測器用于檢測移動機(jī)器人前方是否有障礙物。所述地面檢測器和所述墻面檢測器均可以是紅外感應(yīng)器、超聲波感應(yīng)器、電磁波感應(yīng)器之中的一種或多種的結(jié)合。所述碰撞檢測器是接觸式傳感器，用于檢測所述移動機(jī)器人的前方障礙物，當(dāng)碰撞到障礙物時所述碰撞檢測器被觸發(fā)，從而感知障礙物的存在。所述輔助避障模塊130將所述測距傳感器120的感測盲區(qū)中的障礙物和懸崖邊界的位置信息傳送給所述中央處理模塊110，所述中央處理模塊將所述感測盲區(qū)中的障礙物和懸崖邊界的位置信息標(biāo)記于所述環(huán)境地圖上，即更新所述環(huán)境地圖，并將所述環(huán)境地圖傳送至所述人機(jī)交互模塊200，以使用戶根據(jù)需要通過所述人機(jī)交互模塊200在所述環(huán)境地圖上輸入虛擬障礙物信息，并反饋回所述中央處理模塊110，所述中央處理模塊110將所述虛擬障礙物標(biāo)記于所述環(huán)境地圖上，即更新所述環(huán)境地圖，以完善所述環(huán)境地圖。中央處理模塊110根據(jù)所述環(huán)境地圖規(guī)劃好所述移動機(jī)器人作業(yè)用的移動路徑以避開所有所述障礙物及所述虛擬障礙物。所述人機(jī)交互模塊200可以是設(shè)置于所述移動機(jī)器人表面的觸控顯示屏。所述虛擬障礙物可以是所述測距傳感器和輔助避障傳感器沒檢測到的障礙物，也可以是用戶不想讓所述移動機(jī)器人到達(dá)的地面區(qū)域，例如，在所述環(huán)境地圖上畫移到虛擬墻。

由于所述移動機(jī)器人具有測距傳感器及輔助避障模塊，所述測距傳感器用于初步建立環(huán)境地圖，并標(biāo)記出作業(yè)空間中的障礙物在所述環(huán)境地圖中的位置，所述輔助避障模塊用于在所述移動機(jī)器人移動時檢測所述測距傳感器的感測盲區(qū)中的障礙物和懸崖邊界，并由所述中央處理模塊將其標(biāo)記于所述環(huán)境地圖上，從而完善了環(huán)境地圖，極大程度地使作業(yè)空間中的障礙物均被標(biāo)記于所述環(huán)境地圖中，提高路徑規(guī)劃的準(zhǔn)確性；

又由于所述移動機(jī)器人具有人機(jī)交互模塊，借助所述人機(jī)交互模塊用戶可以根據(jù)需要在所述環(huán)境地圖上輸入虛擬障礙物信息，使得所述環(huán)境地圖更為準(zhǔn)確完整，從而使所述中央處理模塊110可以根據(jù)該準(zhǔn)確完整的環(huán)境地圖完美地規(guī)劃好所述移動機(jī)器人的移動路徑，從而準(zhǔn)確地避開所有所述障礙物及所述虛擬障礙物，順暢地作業(yè)(例如，清掃地面)，節(jié)省時間及能耗，極大地提高工作效率。

進(jìn)一步地，所述測距傳感器120可以與所述移動機(jī)器人的前進(jìn)方向成一夾角。請參閱圖1b，圖1b是本發(fā)明的第一個實施例中移動機(jī)器人的一種實施方式中測距傳感器120與所述移動機(jī)器人的前進(jìn)方向的位置關(guān)系示意圖。如圖1b所示，所述移動機(jī)器人包括機(jī)器人主體100，所述測距傳感器120設(shè)置于所述機(jī)器人主體100的表面，所述機(jī)器人主體的前進(jìn)方向為y，且所述測距傳感器120與所述機(jī)器人主體100的前進(jìn)方向成一夾角α，即所述測距傳感器120的激光器的激光發(fā)射方向與所述機(jī)器人主體100的前進(jìn)方向成夾角α，優(yōu)選地，所述夾角大于或等于5°且小于或等于60°。所述測距傳感器120的激光器的激光發(fā)射方向如圖中箭頭f所示。

所述測距傳感器120與所述機(jī)器人主體100的前進(jìn)方向成一夾角α，用于在所述移動機(jī)器人前進(jìn)的過程中感測所述移動機(jī)器人的前方即將落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度范圍內(nèi)的障礙物，并將所述即將落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度范圍內(nèi)的障礙物的位置信息標(biāo)記于所述環(huán)境地圖上；所述中央處理模塊110根據(jù)該位置信息控制所述移動機(jī)器人在碰到所述前方即將落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度范圍內(nèi)的障礙物之前優(yōu)化移動路徑以避開所述即將落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度范圍內(nèi)的障礙物。所述移動機(jī)器人的前方即將落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度范圍內(nèi)的障礙物，是指若所述移動機(jī)器人沿著當(dāng)前的移動方向繼續(xù)往前走(不改變方向)，則所述移動機(jī)器人就會碰撞到(接觸到)的障礙物。若所述激光測距傳感器的激光束的發(fā)射方向與移動機(jī)器人的前進(jìn)方向相同，由于激光束方向集中，會導(dǎo)致難以感測到偏離所述移動機(jī)器人前進(jìn)的正前方的位置上的障礙物，因此，本實施例中，在具有輔助避障模塊130及人工交互模塊200的情況下，設(shè)置所述測距傳感器120與所述機(jī)器人主體100的前進(jìn)方向成一夾角α，可以使測距傳感器120更容易感測到偏離移動機(jī)器人前進(jìn)的正前方的位置上的障礙物，尤其容易檢測到該障礙物的棱角。在所述移動機(jī)器人的前進(jìn)過程中，當(dāng)所述測距傳感器120檢測到前方有障礙物，該障礙物落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度的前方范圍內(nèi)(即所述移動機(jī)器人繼續(xù)沿當(dāng)前方向移動到該障礙物處時會碰撞到該障礙物)時，中央處理模塊110會控制所述驅(qū)動模塊140驅(qū)動機(jī)器人主體100提前改變方向，從而繞開該障礙物。如圖1c和圖1d所示，圖1c是本發(fā)明的第一個實施例中移動機(jī)器人遇到前方障礙物410的示意圖，圖1d是本發(fā)明的第一個實施例中移動機(jī)器人避開前方障礙物410的示意圖。如圖1c所示，所述移動機(jī)器人右前方有障礙物410，當(dāng)所述移動機(jī)器人不改變移動方向而直接移動到障礙物410處時會撞到該障礙物410，如圖1c中的虛線部分所示；而在本實施例中，由于所述測距傳感器120與所述機(jī)器人主體100的前進(jìn)方向成一夾角α，可以使測距傳感器120更容易感測到偏離移動機(jī)器人前進(jìn)的正前方的位置上的障礙物410，從而使中央處理模塊110控制所述驅(qū)動模塊140驅(qū)動機(jī)器人主體100提前改變方向，從而繞開該障礙物410，如圖1d所示，圖中用虛線表示的機(jī)器人主體100用以示意所述移動機(jī)器人為了繞開該障礙物410而經(jīng)過的一些位置。

為了使本發(fā)明的第一實施例更清晰，下面對所述移動機(jī)器人的工作流程進(jìn)行描述。

請參閱圖1e,圖1e是本發(fā)明的第一個實施例中移動機(jī)器人的工作過程的流程示意圖。所述移動機(jī)器人啟動后，先在作業(yè)空間的地面上旋轉(zhuǎn)一定角度(例如，360°)，以使所述測距傳感器120掃描作業(yè)空間的環(huán)境，通過SLAM算法初步繪制所述作業(yè)空間的環(huán)境地圖，并傳送給中央處理模塊110，中央處理模塊110根據(jù)初步建立的所述環(huán)境地圖，規(guī)劃移動路徑；移動機(jī)器人沿所述環(huán)境地圖的邊界行走一圈或根據(jù)所述移動路徑移動；在移動過程中，若輔助障礙模塊130檢測到障礙物，中央處理模塊110則將該障礙物記錄于所述環(huán)境地圖，更新所述環(huán)境地圖，若輔助障礙模塊130未檢測到障礙物，則接收測距傳感器120在所述移動機(jī)器人的移動過程中所掃描到的信息；若測距傳感器120掃描到了障礙物，則中央處理模塊110將該障礙物記錄于所述環(huán)境地圖上，更新所述環(huán)境地圖，若測距傳感器120在所述移動機(jī)器人的移動過程中未掃描到障礙物信息，那么，進(jìn)入下一工作環(huán)節(jié)，用戶可以從人機(jī)交互模塊200輸入虛擬障礙物，所述虛擬障礙物包括被所述輔助避障模塊130及所述測距傳感器120忽略了的障礙物的位置信息及用戶不想讓所述移動機(jī)器人到達(dá)的地方的位置信息，中央處理模塊110將所述虛擬障礙物在所述環(huán)境地圖中標(biāo)記，更新所述環(huán)境地圖，形成所述移動機(jī)器人的作業(yè)空間的完整的環(huán)境地圖；根據(jù)完整的所述環(huán)境地圖規(guī)劃所述移動機(jī)器人作業(yè)用的移動路徑，所述移動機(jī)器人根據(jù)該移動路徑進(jìn)行作業(yè)，例如，清潔用的移動機(jī)器人根據(jù)該移動路徑清掃作業(yè)場地。在所述移動機(jī)器人的作業(yè)過程中，也可以重復(fù)執(zhí)行上述過程，隨時更新并保存所述環(huán)境地圖。

請參閱圖2，圖2是本發(fā)明第二個實施例中移動機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的第二個實施例中所提供的移動機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和工作原理與第一個實施例中所述的移動機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同，不同之處在于：本實施例(本發(fā)明的第二個實施例)中所述的移動機(jī)器人包括機(jī)器人主體100及與所述機(jī)器人主體100分離的控制終端300，所述中央處理模塊110、所述測距傳感器120及所述輔助避障模塊130設(shè)置于所述機(jī)器人主體100，所述人機(jī)交互模塊200集成于所述控制終端；并且，所述機(jī)器人主體100還包括第一通信模塊160，所述控制終端300還包括第二通信模塊310，所述第一通信模塊160及所述第二通信模塊310用于實現(xiàn)所述機(jī)器人主體100與所述控制終端300之間的通信。所述第一通信模塊160與所述中央處理模塊110交互連接，所述第二通信模塊310與所述人機(jī)交互模塊200交互連接。所述控制終端可以是手機(jī)、電腦、遙控器或其他移動終端，所述人機(jī)交互模塊可以是設(shè)置于手機(jī)、電腦、遙控器或其他移動終端上的APP，從而實現(xiàn)所述移動機(jī)器人的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。所述第一通信模塊160及所述第二通信模塊310可以同時包括2.4G無線模塊(2.4Ghz RF transceiver/receiver module)和Wi-Fi模塊。2.4G無線模塊可以用于機(jī)器人主體100與控制終端300(例如遙控器)之間的數(shù)據(jù)通信，Wi-Fi模塊用于連接互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)機(jī)器人主體100與控制終端300(例如手機(jī))的在線交互通信。例如，所述手機(jī)在線交互通信可以實現(xiàn)APP客戶端對機(jī)器人主體100的遠(yuǎn)程遙控，遠(yuǎn)程接收機(jī)器人主體100創(chuàng)建的地圖數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，發(fā)送人為輸入的虛擬障礙物的位置信息給機(jī)器人主體100。

請參閱圖3a，圖3a是本發(fā)明的第三個實施例中移動機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的第三個實施例中提供的移動機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和基本原理與第二個實施例中所述的移動機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和基本原理基本相同，不同之處在于：本實施例(第三個實施例)中所述移動機(jī)器人包括兩個測距傳感器，即測距傳感器120及測距傳感器120'，所述測距傳感器120和所述測距傳感器120'分別與所述移動機(jī)器人的前進(jìn)方向成一夾角，如圖3a所示，即：所述測距傳感器120與所述移動機(jī)器人的前進(jìn)方向成夾角α，所述測距傳感器120'與所述移動機(jī)器人的前進(jìn)方向成夾角β，優(yōu)選的，夾角α及夾角β均可以是大于等于5°且小于等于60°。圖中y軸既是所述移動機(jī)器人的前進(jìn)方向的方向軸，又是所述移動機(jī)器人的縱向?qū)ΨQ軸線。所述測距傳感器120和所述測距傳感器120'均設(shè)置于所述機(jī)器人主體100上，優(yōu)選地，所述測距傳感器120和所述測距傳感器120'分別設(shè)置于y軸的兩側(cè)。請參閱3b，圖3b是本發(fā)明的第三個實施例中移動機(jī)器人遇到前方障礙物的示意圖。圖3b中，若所述移動機(jī)器人直接往前移動的話，會碰到圖中右側(cè)的障礙物410，如圖中虛線所示；如果所述移動機(jī)器人一味地繞開障礙物410，而不注意圖中左側(cè)的障礙物420的話，則很容易撞上障礙物420。本實施例中，由于在軸線y兩側(cè)分別設(shè)置了所述測距傳感器120和所述測距傳感器120'，測距傳感器120容易檢測到與其同側(cè)的障礙物410，測距傳感器120'容易檢測到與其同側(cè)的障礙物420，所述測距傳感器120將檢測到的障礙物410的位置信息傳輸給中央處理模塊110，所述測距傳感器120'也將所檢測到的障礙物420的位置信息傳輸給中央處理模塊110，從而使得中央處理模塊110提前規(guī)劃好接下來的移動路徑，控制驅(qū)動模塊140驅(qū)動所述移動機(jī)器人改變方向，繞開障礙物410的同時也不會碰撞到另一側(cè)的障礙物420，如圖3c所示，圖3c是本發(fā)明的第三個實施例中移動機(jī)器人避開前方障礙物的示意圖，以虛線繪制的機(jī)器人主體100表示所述移動機(jī)器人繞開障礙物410和障礙物420時所經(jīng)過的一些位置。

請參閱圖4，圖4是本發(fā)明的實施例中移動機(jī)器人的導(dǎo)航方法的流程示意圖。本發(fā)明的實施例還提供一種移動機(jī)器人的導(dǎo)航方法，所述導(dǎo)航方法至少包括步驟S100、S200、S300、S400及S500。

步驟S100：使帶有測距傳感器的所述移動機(jī)器人在作業(yè)地面上旋轉(zhuǎn)一定角度，初步建立環(huán)境地圖，標(biāo)記出障礙物。

具體地，所述移動機(jī)器人具有測距傳感器，使所述移動機(jī)器人在作業(yè)地面上旋轉(zhuǎn)一定角度，優(yōu)選地，使所述移動機(jī)器人在作業(yè)地面上旋轉(zhuǎn)360°，從而使所述測距傳感器也旋轉(zhuǎn)了360°，以掃描作業(yè)空間的周圍環(huán)境，并通過SLAM算法初步建立環(huán)境地圖，標(biāo)記出障礙物在所述環(huán)境地圖中的位置。在一個實施方式中，所述環(huán)境地圖的邊界可以定義為距離所述作業(yè)空間的墻體一定距離的部位，例如，距離10cm-30cm的部位，此僅為示例，不可理解為對本發(fā)明的限制，具體的邊界可根據(jù)具體情況進(jìn)行自定義。

所述測距傳感器包括激光器、位姿感應(yīng)器及數(shù)據(jù)處理單元，所述激光器用于提供所述障礙物或作業(yè)空間的邊界與所述移動機(jī)器人之間的距離信息，并將所述距離信息傳送給所述數(shù)據(jù)處理單元；所述位姿感應(yīng)器用于提供所述障礙物及作業(yè)空間的邊界的角度信息，并將所述角度信息傳輸給所述數(shù)據(jù)處理單元。所述數(shù)據(jù)處理單元將所述距離信息及所述角度信息經(jīng)過SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)算法處理后，為所述移動機(jī)器人的作業(yè)空間建立一個二維的環(huán)境地圖，并在所述環(huán)境地圖中標(biāo)記出所述作業(yè)空間中的障礙物。在本實施例的一個實施方式中，所述測距傳感器還可以集成有攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器等，使攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器與所述激光器融合使用。

步驟S200：沿所述環(huán)境地圖的邊界移動一圈，檢測所述測距傳感器的感測盲區(qū)中的障礙物和懸崖邊界，更新所述環(huán)境地圖。

具體地，沿所述環(huán)境地圖的邊界移動一圈，檢測所述測距傳感器的感測盲區(qū)中的障礙物和懸崖邊界，在所述環(huán)境地圖上標(biāo)記所述測距傳感器的感測盲區(qū)中的障礙物和懸崖邊界，更新所述環(huán)境地圖。所述懸崖邊界是指在垂直方向上有垂直落差的地方，例如，階梯的邊界。

S300：用戶輸入虛擬障礙物，完善所述環(huán)境地圖。

具體地，將所述環(huán)境地圖傳送給人機(jī)交互模塊，在所述人機(jī)交互模塊上人工輸入虛擬障礙物，完善所述環(huán)境地圖。所述虛擬障礙物可以是在此之前沒檢測到的障礙物，也可以是用戶不想讓所述移動機(jī)器人到達(dá)的地方，換句話說，用戶可以通過所述人機(jī)交互模塊輸入虛擬墻，從而將所述移動機(jī)器人限定在一定的范圍內(nèi)。

S400：根據(jù)所述環(huán)境地圖規(guī)劃作用的移動路徑。

具體地，根據(jù)已完善的所述環(huán)境地圖規(guī)劃好所述移動機(jī)器人作業(yè)時用的移動路徑，以避開所有的所述障礙物及所述虛擬障礙物。

S500：根據(jù)所述移動路徑進(jìn)行作業(yè)。

具體地，所述移動機(jī)器人根據(jù)已經(jīng)規(guī)劃好的移動路徑進(jìn)行作業(yè)，在作業(yè)的移動過程中，還可以重復(fù)上述步驟S100、S200、S300及S400對所述環(huán)境地圖進(jìn)行完善。

具體的過程，可以舉例如下：

啟動所述移動機(jī)器人，所述移動機(jī)器人先在作業(yè)空間的地面上旋轉(zhuǎn)一定角度(例如360°)，以使所述測距傳感器掃描作業(yè)空間的環(huán)境，通過SLAM算法初步繪制所述作業(yè)空間的環(huán)境地圖，并傳送給中央處理模塊，中央處理模塊根據(jù)初步建立的所述環(huán)境地圖，規(guī)劃移動路徑；移動機(jī)器人沿所述環(huán)境地圖的邊界行走一圈或根據(jù)所述移動路徑移動；在移動過程中，若輔助障礙模塊130檢測到障礙物，則將該障礙物記錄于所述環(huán)境地圖，更新所述環(huán)境地圖；接收測距傳感器在所述移動機(jī)器人的移動過程中所掃描到的信息，記錄于所述環(huán)境地圖上，更新所述環(huán)境地圖；然后，用戶從人機(jī)交互模塊輸入虛擬障礙物，所述虛擬障礙物包括被所述輔助避障模塊及所述測距傳感器忽略了的障礙物的位置信息及用戶不想讓所述移動機(jī)器人到達(dá)的地方的位置信息，中央處理模塊將所述虛擬障礙物在所述環(huán)境地圖中標(biāo)記，更新所述環(huán)境地圖，形成所述移動機(jī)器人的作業(yè)空間的完整的環(huán)境地圖；根據(jù)完整的所述環(huán)境地圖規(guī)劃所述移動機(jī)器人作業(yè)用的移動路徑，所述移動機(jī)器人根據(jù)該移動路徑進(jìn)行作用，例如，清潔用的移動機(jī)器人根據(jù)該移動路徑清掃作業(yè)場地。在所述移動機(jī)器人的作業(yè)過程中，也可以執(zhí)行上述過程，隨時更新并保存所述環(huán)境地圖。

在本實施例中，由于在所述移動機(jī)器人上設(shè)置測距傳感器，且所述移動機(jī)器人在作業(yè)地面上旋轉(zhuǎn)一定角度(360°)，初步建立環(huán)境地圖，并標(biāo)記出作業(yè)空間中的障礙物在所述環(huán)境地圖中的位置；之后，所述移動機(jī)器人又沿所述環(huán)境地圖的邊界移動一圈，檢測所述測距傳感器的感測盲區(qū)中的障礙物和懸崖邊界，更新所述環(huán)境地圖，從而完善了環(huán)境地圖，極大程度地使作業(yè)空間中的障礙物標(biāo)記于所述環(huán)境地圖中，提高路徑規(guī)劃的準(zhǔn)確性；

又由于用戶可以輸入虛擬障礙物，完善所述環(huán)境地圖，使得所述環(huán)境地圖更為準(zhǔn)確完整，從而可以根據(jù)該準(zhǔn)確完整的環(huán)境地圖完美地規(guī)劃好所述移動機(jī)器人的移動路徑，準(zhǔn)確地避開所有所述障礙物及所述虛擬障礙物，順暢地作業(yè)(例如，清掃地面)，節(jié)省時間及能耗，極大地提高工作效率。

在本發(fā)明的實施例中，所述導(dǎo)航方法還包括：

使所述測距傳感器與所述移動機(jī)器人的前進(jìn)方向成一夾角；

感測所述移動機(jī)器人移動時即將落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度范圍內(nèi)的障礙物(即所述移動機(jī)器人移動到該障礙物處時會碰撞到該障礙物)，并在所述環(huán)境地圖上標(biāo)記所述即將落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度范圍內(nèi)的障礙物，更新所述環(huán)境地圖；

根據(jù)更新的所述環(huán)境地圖優(yōu)化移動路徑，避開所述即將落入所述移動機(jī)器人的機(jī)身寬度范圍內(nèi)的障礙物。

在本發(fā)明的實施例中，設(shè)置所述測距傳感器與所述移動機(jī)器人的前進(jìn)方向成一夾角，在所述移動機(jī)器人移動的過程中，可以使測距傳感器更容易感測到偏離移動機(jī)器人前進(jìn)的正前方的位置上的障礙物。所述移動機(jī)器人的中央處理模塊會根據(jù)所述測距傳感器檢測到的障礙物信息，提前控制所述移動機(jī)器人提前改變方向，從而繞開該障礙物。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述移動機(jī)器人的導(dǎo)航方法還包括：存儲所述環(huán)境地圖，以使所述環(huán)境地圖可供重復(fù)利用。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“第一個實施例”、“第二個實施例”、“本發(fā)明的實施例”、“一個實施方式”、“一種實施方式”、“一個實施例”、“示例”、“具體示例”或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上所述的實施方式，并不構(gòu)成對該技術(shù)方案保護(hù)范圍的限定。任何在上述實施方式的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在該技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。